Выделение и анализ антоциановых пигментов из Hibiscus Sabdariffa L Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Для данной группы порфиринов наблюдается сольвато-термодинамический эффект, обу- 1 словливающий компенсацию энергетических затрат на деионизацию за счет процессов сольватации. Линейная зависимость функции Асвидетельствует об однотипности механизмов про- 3 цессов диссоциации протонированных форм до нейтрального состояния в среде ацетонитрил - 4. хлорная кислота.

6.

ЛИТЕРАТУРА

Березин Д.Б., Андрианов В.Г., Малкова О.В. / В

сб.:Успехи химии порфиринов.С-Птб ГУ. 2001. Т. 3. С. 106-129.

Малкова О.В. и др. Коорд. химия. 2003. Т. 29. N 4. С. 247-249.

Hofmanova A., Angelis K. Chem. Lysty.1978. V. 72. P. 306-309.

Kolthoff LM.,Chantooni M.K.Jr. J. Amer. Chem. Soc. 1965. V. 87. P. 4428-4436.

Малкова О.В., Андрианов В.Г., Березин Б.Д. / Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1986. Т. 29. Вып. 11. С. 37-39.

Kolthoff LM.,Chantooni M.K.Jr. J. Amer. Chem. Soc. 1968. V. 68. P. 3320-3329.

Кафедра органической химии

УДК 666. 275.

В.Ф. Селеменев, Т.С. Ломова*, В.М. Болотов* ВЫДЕЛЕНИЕ И АНАЛИЗ АНТОЦИАНОВЫХ ПИГМЕНТОВ ИЗ HIBISCUS SABDARIFFA L

(Воронежский государственный университет, * Воронежская государственная технологическая академия) E-mail: [email protected]

Из спиртового экстракта Hibiscus Sabdariffa L. (каркаде) методом тонкослойной хроматографии выделено два основных антоциана. Спектральный анализ показал, что пигменты являются ацилированными моногликозидами антоцианидинов разной структуры. Кислотные остатки антоцианов принадлежат одной кислоте.

Для окрашивания в красный или розовый цвет безалкогольных и алкогольных напитков, кондитерских изделий и других продуктов питания применяют антоциановые красители, выделенные из природного сырья [1].

Антоцианы - гликозиды антоцианидинов и производные одной и той же ароматической структуры - флавилиевого катиона. Этот катион состоит из бензопирилиевого ядра (А) и феноль-ного кольца (В) (рис.1) [2].

Антоцианидины из-за своей структуры (незначительная доля полярных гидроксильных групп к общей молекулярной массе катиона фла-вилия) плохо растворяются в основном природном растворителе - воде, потому в растениях ан-тоцианидины существуют в водорастворимой форме в виде гликозидированных производных -антоцианов.

A B

Рис. 1. Структурная формула катиона флавилия.

Fig.1 Structure of flavylium cation (AH+)

Многообразие антоцианов объясняется тем, что сахарные остатки могут быть представлены как моносахаридами, так и различными ди-, три- и тетрасахаридами [2,3]. К тому же у многих антоцианов некоторые гидроксильные группы метилированы или ацилированы.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Для получения антоцианового красителя использовали высушенные соцветия каркаде, измельченные на режущей мельнице и далее обработанные этиловым спиртом с объемной долей этанола 96% при температуре 50-60°С. Использованное сырье отделяли от полученного экстракта фильтрацией. На 1г сырья расходуется 2 мл растворителя [5].

Для проведения анализа антоцианового красителя методом тонкослойной хроматографии (ТСХ) использованы стеклянные камеры цилиндрической формы высотой 20-25 см и диаметром 15 см, микрошприц МТТТ-10, пластины со слоем силикагеля марки «Silufor», элюент - н-амиловый спирт : уксусная кислота : вода (2:1:1). Хроматографию осуществляют восходящим способом в течение 45 мин.

Спектральный анализ подкисленных эта-нольных растворов выделенных пигментов проводили на приборе СФ-56, 1=1 см в интервале длин волн от 220 до 650 нм.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В качестве сырья для получения антоцианового экстракта использовали соцветия Hibiscus Sabdariffa L. (каркаде), являющиеся потенциальным сырьем для получения красного натурального красителя. Проведенный анализ полученного красителя методом ТСХ показал, что антоциано-вый состав представлен преимущественно двумя пигментами.

Вывод сделан на основании того, что после хроматографирования на пластине четко выражены две зоны характерного цвета. Значение подвижности (Rf) первой зоны, окрашенной в сиреневый цвет, - 0,24, а второй, окрашенной в розовый цвет, - 0,32. Разная окраска хроматографи-ческих зон, прежде всего, указывает на то, что рассматриваемые пигменты являются производными двух различных по строению антоцианиди-нов.

Известно, что по положению максимума поглощения антоцианами в ультрафиолетовой и в видимой области спектра можно установить строение пигмента [2]. Полученные спектры в УФ-области и видимой области света представлены на рис. 2. Первый пигмент (Rf =0,24), выделенный из экстракта, имеет максимум поглощения в ультрафиолетовой области (A/max) при 275 нм, а второй в видимой (A/'max) - при 552 нм. К тому же четко выражен третий максимум при 362 нм, расположенный в области, характерной для ацилиро-ванных структур 318-363 нм.

о о

о с

к

Г5

о ф

2 -,

1,5

1 -

0,5 -

0

200 400 600

Длина волны, нм

Рис. 2. Спектры поглощения антоциановых пигментов Hibiscus Sabdariffa L.: 1 - пигмент с Rf=0,24, 2 - пигмент с Rj=0,32 Fig.2 The absorption spectra of anthocyanogen pigments of Hibiscus Sabdariffa L.: 1 - pigment with Rf=0,24; 2- pigment with R,=0,32

В спектре второго пигмента (Rf=0,32) также выражено три максимума при 280, 366 и 543 нм. Так как положение характеристического максимума в видимой области у второго пигмента с Rf=0,32 гипсохромно смещено на 9 нм, то анализируемые пигменты являются производными разных антоцианидинов. Максимум, характерный для ацилированных структур, наблюдается при близких длин волн (362 нм, 366 нм), следовательно пигменты ацилировны кислотой одного вида. Обычно ацилирование осуществляется по одной гидроксильной группе углевода (чаще всего по наболее реакционноспособному и пространственно доступному для ацилирования гидроксилу при атоме углерода С-6). Известно, что в качестве ацильных заместителей из алифатических моно-карбоновых кислот обычно выступает уксусная кислота, из алифатических двухосновных кислот -малоновая и янтарная кислоты, из ароматических фенолокислот - производные коричной кислоты: кумаровая (4-гидроксикоричная), кофейная (3,4-дигидроксикоричная), феруловая (4-гидрокси-3-метоксикоричная) кислоты [6,7]. Большие значе-

АМ40

ния отношения

Aj»

(0,31 и 0,26) указывают,

X" max

что молекулы антоцианов являются моногликози-дами. Гликозидирование обычно происходит у гидроксильных групп при 3 и 5 атомах углерода, чаще всего встречаются С-3 гликозиды, а меньше всего распространены антоцианы с углеводным остатком у атома углерода С-7. В качестве углеводного остатка обычно выступает глюкоза как самый устойчивый и поэтому самый распространенный моносахарид в природе, однако может быть галактоза, рамноза, ксилоза, а также араби-ноза. Спектрофотометрическим способом мы не можем определить природу сахарного остатка, так

как этот фрагмент молекулы не значительно влияет на характер спектра. Спектральные характеристики и значения Rf каждого пигмента приведены в таблице.

Таблица

Спектральная и хроматографическая характеристика антоциановых пигментов Hibiscus Sabdariffa L. Table Spectral and chromatographic characteristics of

Сравнение полученных спектральных характеристик выделенных антоцианов с литературными позволило сделать следующее отнесение [2]. Пигмент с Rf=0,24, окрашенный в синий цвет, является производным дельфинидина (наиболее близкие значения имеет дельфинидин-3-рутинозид (279 нм, 550 нм)), а второй пигмент с И^=0,32, окрашенный в розовый - мальвидина (наиболее близкие значения имеет мальвидин-3-гликозид (278 нм, 542 нм)).

Таким образом, метод ТСХ на стадии подготовки антоциановых пигментов к анализу по-

Кафедра аналитической химии

зволяет не только разделить и очистить анализируемые вещества от примесей, но и открывает возможности для дальнейших исследований спектральным методом.

1 OH R 2 он R

Рис. 3. Предполагаемая структурная формула антоцианов

Hibiscus Sabdariffa L.: 1 - производное цианидина, 2 - производное мальвидина, R - ацилированная молекула сахара

Fig.3 Proposed structure of pigments from the Hibiscus Sabdariffa L.: 1 - derivative of cyanidin; 2 - derivative of malvidin, R - acylated molecule of sugar

ЛИТЕРАТУРА

1. Нечаев А.П., Кочеткова А.А., Зайцев А.Н. Пищевые добавки. М.: МГУПП. 1997. 63 с.

2. Танчев С.С. Антоцианы в плодах и овощах. М.: Пищевая пром-сть. 1980. 304 с.

3. Скорикова Ю.Г. Полифенолы плодов и ягод и формирование цвета продуктов. М.: Пищевая пром-сть, 1973. 232 с.

4. Патент 2220172 РФ. Способ получения антоцианового красителя из цветочного сырья/ А.П. Один, А.Д. Хайрут-динова, В.М. Болотов.

anthocyanin pigments of Hibiscus Sabdariffa L.

Цвет пигмента Rf С2Н5ОН + НС1 А Л 440 А

^max,™ ^"max^ А А 'max А 'max

сирен 0Д4±0,1 275±3 552±2 0,31±0,30 1,85±0,50

роз 0,32±0,1 280±2 543±1 0Д6±0,40 1,20±0,20

УДК 541.128

С.Н. Животягина, М.В. Клюев, Т.Г. Волкова, Н.А. Магдалинова

КВАНТОВОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРОЕНИЯ МОЛЕКУЛ АЗОМЕТИНОВ И ИХ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ В ЖИДКОФАЗНОМ КАТАЛИТИЧЕСКОМ ГИДРИРОВАНИИ

(Ивановский государственный университет) E-mail: [email protected]

С помощью методов АМ1 и AM1-SM1 проведены квантовохимические расчеты молекул азометинов различного строения. Сопоставление результатов расчетов с экспериментальными данными по гидрированию изученных молекул показало возможность использования величины эффективного заряда на >C=N- связи в качестве индекса реакционной способности.

Азометины, или основания Шиффа, известны давно. Однако интерес к данным соединениям с каждым годом возрастает, так как они

служат исходным сырьем для производства ценных лекарственных препаратов, биологически активных веществ, жидких кристаллов, красителей,